[发明专利]伞形分布自寻风风叶及自寻风风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电、风力气动、风力热电领域，具体而言，涉及一种伞形分布自寻风风叶及自寻风风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。风力发电利用的是自然能源，但自然风的风向随时在变化，现有的风力发电机采用偏航变桨距装置根据风向来调整风桨迎风的方向，变桨距改变迎风强度。但由于风向、风力的频繁变化，偏航变桨距装置一直在工作。由于偏航变桨距装置内含有多个电气元件，持续的工作会使偏航变桨距装置内部的控制器、传感器等发生故障或逻辑崩溃导致风叶无法转向，从而使风力发电机不能发电。风桨工作态为迎风，发电机风塔在后，强风风桨尖端负荷只能按最小值设计，否则风桨会撞到风塔导致损坏，桨尖负荷不能做大。浪费了大量的风力资源的同时还增加了很大的维修成本。

因此为解决现有风力发电机偏航变桨距装置结构复杂、维修成本高、寻风滞后性大，风叶工作震荡大、微风效率低、强风易损坏等问题，有必要提供一种结构简单、工作可靠、低能耗高转化率，并且可以自动寻风的伞形分布自寻风风叶及自寻风风力发电机，或选配空压机。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种省去了复杂的偏航变桨距装置，采用单纯的机械结构，使风力发电系统可靠性更高、能耗更低，而且风向响应能力好、速度快，转向平稳、连续，采用风力发电机置于塔底的风能利用系统，并且可以自动寻风的伞形分布自寻风风叶及自寻风风力发电机。

为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：一种伞形分布自寻风风叶，包括转动轴和风桨，所述风桨的数量为至少四个，所述风桨圆周均匀设于所述转动轴上，每一所述风桨与所述转动轴轴线的夹角为锐角，所述风桨圆周形成伞形结构。

进一步，所述伞形分布自寻风风叶还包括连接件，所述风桨的一个端部通过所述连接件与所述转动轴连接，所述风桨可绕着所述连接件沿着所述转动轴的轴向转动。

进一步，所述伞形分布自寻风风叶还包括风叶集联轴器，所述风桨通过所述风叶集联轴器连接于所述转动轴。风桨通过风桨集联轴器集中连接到转动轴上，然后使转动轴带动着风桨转动。

进一步，所述伞形分布自寻风风叶还包括弹性连接件，所述弹性连接件设于每一所述风叶与所述连接件之间，所述弹性连接件的一端与所述风叶相连并可以相互转动，所述弹性连接件的另一端与所述连接件相连并可以相互转动。

进一步，所述弹性件为弹簧阻尼器。

进一步，每个所述风叶与转动轴轴线的夹角为15°～85°。

为解决上述技术问题，本发明采用的第二个技术方案是：一种自寻风风力发电机，其包括动力转化装置和风塔，所述动力转化装置设于所述风塔之上，所述动力转化装置可绕着所述风塔的轴向转动；

所述自寻风风力发电机还包括伞形分布自寻风风叶，所述伞形分布自寻风风叶包括转动轴和风桨，所述风桨的数量为至少四个，所述风桨圆周均匀设于所述转动轴上，每一所述风桨与所述转动轴轴线的夹角为锐角，所述风桨圆周形成伞形结构；所述伞形分布自寻风风叶通过所述转动轴与所述动力转化装置相连。

进一步，所述伞形分布自寻风风叶还包括连接件，所述风桨的一个端部通过所述连接件与所述转动轴连接，所述风桨可绕着所述连接件沿着所述转动轴的轴向转动。

进一步，所述伞形分布自寻风风叶还包括弹性连接件，所述弹性连接件设于每一所述风叶与所述连接件之间，所述弹性连接件的一端与所述风叶相连并可以相互转动，所述弹性连接件的另一端与所述连接件相连并可以相互转动。

进一步，所述动力转化装置延伸于所述风塔的底部。动力转化装置由锥齿轮换向，再通过加长扭矩轴传动，将电机设于风塔的底部，降低了动力转化装置的重心，同时还降低了对风塔的强度要求，动力转化装置的核心部件的维护与检修更加简便。动力转化装置可以为电机或气泵。小型的风力发电机采用电机，电机接蓄电池，通过风叶直接带动电机转动，通过电机对蓄电池充电储能。中型风力发电机除直接带发电机给蓄电池充电以外，还可以直接驱动气泵等以其他的方式储能，如压缩空气储能。大型及超大型的风力发电机，通过加长扭矩轴和锥齿轮转接，将气泵置于风塔底部，再接储气罐，通过风叶带动气泵，将空气压缩储存于储气罐中。